一、選擇題
1.物理實(shí)驗(yàn)都需要有一定的控制條件.奧斯特做電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)排除地磁場(chǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,關(guān)于奧斯特的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.該實(shí)驗(yàn)必須在地球赤道上進(jìn)行
B.通電直導(dǎo)線應(yīng)該豎直放置
C.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平東西方向放置
D.通電直導(dǎo)線應(yīng)該水平南北方向放置
2.有關(guān)磁場(chǎng)的物理概念,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,是矢量
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流方向有關(guān)
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向跟放入磁場(chǎng)中的受磁場(chǎng)力作用的電流方向有關(guān)
D.磁感線的切線方向表示磁場(chǎng)的方向,其疏密表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小
3.在地球赤道上空,沿東西方向水平放置一根通以由西向東的直線電流,則此導(dǎo)線受到的安培力方向( )
A.豎直向上B.豎直向下
C.由南向北D.由西向東
4.如圖1所示,兩平行金屬導(dǎo)軌CD、EF間距為L(zhǎng),與電動(dòng)勢(shì)為E的電源相連,質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置構(gòu)成閉合回路,回路平面與水平面成θ角,回路其余電阻不計(jì)。為使ab棒靜止,需在空間施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度的最小值及其方向分別為( )
A.mgREL,水平向右
B.mgRcosθEL,垂直于回路平面向上
C.mgRtanθEL,豎直向下
D.mgRsinθEL,垂直于回路平面向下
5.一束帶電粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)同一電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。若它們?cè)诖艌?chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相同,則它們?cè)诖艌?chǎng)中具有相同的( )
A.速率 B.動(dòng)能
C.周期 D.動(dòng)量大小
6.質(zhì)子(P)和α粒子以相同的速率在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑分別為RP和Rα,周期分別為T(mén)P和Tα。則下列選項(xiàng)中正確的是( )
A.RP:Rα=1:2,TP:Tα=1:2
B.RP:Rα=1:1,TP:Tα=1:1
C.RP:Rα=1:1,TP:Tα=1:2
D.RP:Rα=1:2,TP:Tα=1:1
7. 關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述,正確的說(shuō)法是:( )
A.磁感線從磁體的N極出發(fā),終止于S極
B.磁場(chǎng)的方向就是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中某點(diǎn)受磁場(chǎng)作用力的方向
C.沿磁感線方向,磁場(chǎng)逐漸減弱
D.在磁場(chǎng)強(qiáng)的地方同一通電導(dǎo)體受的安培力可能比在磁場(chǎng)弱的地方受的安培力小
8.如圖2所示,套在條形磁鐵外的三個(gè)線圈,其面積S1>S2= S3,且“3”線圈在磁鐵的正中間。設(shè)各線圈中的磁通量依次為φ1、φ2、φ3則它們的大小關(guān)系是( )
A.φ1>φ2>φ3
B.φ1>φ2=φ3
C.φ1<φ2<φ3
D.φ1<φ2=φ3
9.帶電粒子(不計(jì)重力)可能所處的狀態(tài)是
①在磁場(chǎng)中處于平衡狀態(tài)
②在電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
③在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做拋體運(yùn)動(dòng)
④則在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng):
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
10.如圖3所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,一帶電微粒從磁場(chǎng)邊界d點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)方向射入,沿曲線dpa打到屏MN上的a點(diǎn),通過(guò)pa段用時(shí)為t。若該微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí),與一個(gè)靜止的不帶電微粒碰撞并結(jié)合為一個(gè)新微粒,最終打到屏MN上。兩個(gè)微粒所受重力均忽略。新微粒運(yùn)動(dòng)的( )
A.軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將小于t
B.軌跡為pc,至屏幕的時(shí)間將大于t
C.軌跡為pb,至屏幕的時(shí)間將等于t
D.軌跡為pa,至屏幕的時(shí)間將大于t
11.如圖4所示,一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以導(dǎo)線為中心,半徑為R的圓周上有a、b、c、d四個(gè)點(diǎn),已知c點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為0,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.直導(dǎo)線中電流方向垂直紙面向里
B.d點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0
C.a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T,方向向右
D.b點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T,方向斜向下,與B成45°角
12.質(zhì)量為m,電量為q的帶正電小物塊在磁感強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的絕緣水平面以初速度v0開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),如圖5所示,物塊經(jīng)時(shí)間t移動(dòng)距離S后停了下來(lái),設(shè)此過(guò)程中,q不變,則( )
A.S>v202μgB.S C.t>mv0μ(mg+qv0B)D.t<mv0μ(mg+qv0B) 二、計(jì)算題 13.在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi),存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖6所示。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿-x方向射入磁場(chǎng),恰好從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿+y方向飛出。(1)請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷,并求出其比荷q/m;(2)若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍不變,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽′,該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場(chǎng),但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了60°角,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′多大?此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t是多少? 14.如圖7所示,在x<0與x >0的區(qū)域中,存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B1與B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向均垂直于紙面向里,且B1>B2。一個(gè)帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度V沿x軸負(fù)方向射出,要使該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又經(jīng)過(guò)O點(diǎn),B1與B2的比值應(yīng)滿(mǎn)足什么條件? 15.如圖8所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時(shí)存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57T。小球1帶正電,其電量與質(zhì)量之比q1m1=4C/kg,所受重力與電場(chǎng)力的大小相等;小球2不帶電,靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球1向右以v0=23.59m/s的水平速度與小球2正碰,碰后經(jīng)過(guò)0.75s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變,且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。(取g=10m/s2) 問(wèn)(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小是多少? (2)兩小球的質(zhì)量之比m1m2是多少? 16.如圖9所示,在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B;在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m,電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出。射出之后,第三次到達(dá)x軸時(shí),它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)。求此粒子射出時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路程s(重力不計(jì))。